Нелинейное распространение мощного фокусируемого фемтосекундного лазерного импульса в воздухе при атмосферном и пониженном давлении

Рассмотрен режим распространения фокусируемых фемтосекундных лазерных импульсов гигаваттной мощности в воздухе при нормальном и пониженном давлении в случае проявления керровской самофокусировки и фотоионизации в среде. Проведены экспериментальные и численные исследования влияния плотности газовой среды на размерные и мощностные параметры излучения, а также на плотность электронов в плазменной колонке в зоне нелинейного фокуса светового пучка. Установлено, что в разреженном воздухе вследствие снижения скорости плазмообразования под действием излучения ослабляется блокирующее действие плазмы на рост интенсивности пучка при его жесткой фокусировке. Это позволяет в области фокальной перетяжки достичь более высокой плотности мощности ультракороткого лазерного излучения по сравнению со случаем его самофокусировки при атмосферном давлении.